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0,009 Kubik-Mikrometer

Bakterien unterhalb der Mindestgröße für das Leben entdeckt

Biologen gingen bisher davon aus, dass das Leben eine gewisse Mindestgröße besitzen muss. Jetzt haben Mikrobiologen in sterilen Wasserproben winzige Bakterien entdeckt, die eigentlich mit Hilfe moderner Filteranlagen herausgefiltert sein sollten. Doch die kleinen unbekannten Bakterien schlüpften einfach durch die Filter.

Berkeley (U.S.A.). Bakterien gehören zu den kleinsten Organismen in unserem Universum. Aber obwohl sie nur unter einem speziellen Mikroskop zu sehen sind, können sie nicht beliebig klein sein. Der Grund dafür ist einfach: Auch einzellige Lebewesen benötigen Platz um das Erbgut, den gesamten Stoffwechsel und eventuell gespeicherte Nährstoffe unterzubringen. Aus diesem Grund ging die Biologie bisher davon aus, dass es eine Mindestgröße für das Leben geben muss. Nach Berechnungen müsste dies ein Volumen von 0,013 Kubik-Mikrometern betragen. Jetzt haben allerdings Jillian Banfield und seine Kollegen von der University of California in Berkeley Bakterien entdeckt, die ein Volumen von lediglich 0,009 Kubik-Mikrometer besitzen. Damit sind sie – für diese Maßstäbe – erheblich kleiner als Wissenschaftler für möglich gehalten haben.

Bakterien waren zu klein für Filteranlagen

Um die winzige Größe der Bakterien zu veranschaulichen: Alleine auf der Spitze eines menschlichen Haares finden 150.000 der kleinen Bakterien Platz. Durch ihre geringe Größe ist es kaum verwunderlich, dass die Wissenschaftler die Bakterien bisher übersehen haben. Auf der Suche nach unbekannten Bakterien haben Banfield und seine Kollegen Grundwasser durch eine feine Filteranlage mit einer Porengröße von 0,2 Mikrometern gepresst. Solche Filter werden benutzt, um Wasser zu sterilisieren.

Doch die Auswertung zeigte, dass das Wasser alles andere als steril war. Mit einer sogenannter Cryo-Elektronenmikroskopie fanden die Wissenschaftler in dem Wasser gleich drei verschiedene Bakterienstämme. "Diese neu entdeckten ultra-kleinen Bakterien sind ein Beispiel einer Untergruppe des mikrobiellen Lebens auf der Erde, über die wir fast gar nichts wissen", sagte Banfield. "Sie sind rätselhaft. Diese Bakterien lassen sich in vielen Lebensräumen finden und spielen wahrscheinlich eine wichtige Rolle in mikrobischen Gemeinschaften und Ökosystemen".

Wenig Platz zum leben

Offen blieb die Frage, wie die winzigen Bakterien überhaupt überleben können. Bisher fanden die Wissenschaftler heraus, dass die Bakterien äußerst platzsparend aufgebaut sind. Die DNA ist zu dichten Spiralen aufgeollt. Das Erbgut selbst fällt zudem sehr sparsam aus. Zudem verzichten die Bakterien auf einige Bereiche des Stoffwechsels. Dadurch entgehen ihnen zwar wichtige Nährstoffe, aber diese könnten die winzigen Bakterien in einer Art Lebensgemeinschaft mit anderen Mikroorganismen erhalten, so die Wissenschaftler.

Die mikroskopischen Bilder der Bakterien deuten ebenfalls auf solche Lebensgemeinschaften hin. An vielen der Bakterien sahen die Mikrobiologen fadenartige Fortsätze, sogenannte Pili. Mit diesen Anhängseln könnten die Bakterien Kontakt zu anderen Mikroorganismen halten und eventuell sogar Nährstoffe austauschen. Viele Einzelheiten des Stoffwechsels der ultra-kleinen Bakterien sind den Wissenschaftlern jedoch noch völlig unbekannt: Bei etwa der Hälfte der Gene aus den neu entdeckten Stämmen hätten sie noch keine Ahnung, was sie tun, gibt Banfield zu.

Fakt ist bisher, dass die Mindestgröße für das Leben neu definiert werden muss und vielleicht gibt es noch weitere uns bisher unbekannte Bakterien, die noch wesentlich kleiner sind, als die gerade neu entdeckten Bakterien.

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